摘要:伴随现代社会经济和科学技术发展水平的提升,以及科学技术应用范围的扩大,使得其社会地位也在不断的提升。就岩溶地区本身来看,由于其地质条件相对较为复杂,区域内地质变化程度也比较大,岩溶地区地质复杂多变,地下岩面起伏大,溶洞、土洞发育且分布不规则,地下水丰富甚至发展为地下暗河、暗沟。这就在一定程度上为基坑土方开挖、桩基工程、地下室的施工工作带来了一定的困难。
关键词:岩溶地区;桩基;施工技术
1桩基类型
拟建建筑采用桩基础,应根据可行性、经济性、场地条件及施工技术水平等因素进行比较,选择合适的桩基型式。
1)旋挖钻孔灌注桩:该桩型是采用旋挖钻孔桩机成孔,然后安放钢筋笼,再浇筑混凝土而成的桩。旋挖钻孔桩机利用强大扭矩通过旋挖斗直接将土或岩石等钻渣旋转挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥浆支护的情况下可实现干作业施工,即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下,泥浆也只起支护作用。该方法能有效穿过石灰岩层和溶洞,进入桩端持力层设计深度,成孔速度快,质量易保证。
2)静压预制桩:该桩型是通过静力压桩机将预制桩压入土中的沉桩工艺。静压桩的优点是单桩承载力高、成桩质量好、施工无噪声、无污染;缺点是受挤密效应作用,遇到强度高的岩土层时难以穿越,施加压力过大易对桩身造成破坏。使用静压预制桩难以进入或穿透较坚硬的石灰岩层,施工时易发生断桩;场地基岩面起伏变化大,甚至可能是斜面,桩端不能保证完全落在设计要求的持力层位置。
3)长螺旋钻孔压灌桩:该桩型是采用长螺旋钻机先钻至设计深度,然后一边往上提杆一边灌注混凝土,灌注至孔口后,再振动吊放钢筋笼形成桩体。该方法排污问题相对较小,工期短,造价适中,缺点是长螺旋钻机难以进入或穿透较坚硬的石灰岩层。
4)人工挖孔灌注桩:该桩型是指桩孔采用人工挖掘、爆破的方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩。本工程开挖桩孔深度相对较大,需考虑地下水及溶洞软弱充填物等不利因素,采用该方法井下作业条件差、施工速度慢,存在较大的质量和安全隐患。
2工程概况
某新建住宅楼地上26层,地下1层,框剪结构,建设场地处于低丘陵岩溶地貌区。根据勘察资料,场地岩土层自上而下主要为①素填土(Qml)、②耕土(Qpd)、③硬塑红黏土(Qel)、④可塑红黏土(Qel)、⑤较破碎石灰岩(Tm)和⑥较完整石灰岩(Tm),上覆土层厚度9.0m~18.0m。在石灰岩层中揭露大小不一的溶洞、溶沟或溶漕,高度0.5m~5.6m,大多充填有可塑状~软塑状黏性土。拟建场地经地面调查未发现岩溶地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、采空区、天窗、地裂缝、活动断裂等不良地质作用和地质灾害。在勘察揭露过程中局部地段浅部岩溶发育,遇洞隙率为40.06%,线岩溶率为30.28%,且场地串珠型溶洞较多,岩溶发育程度属强烈发育,岩溶个体形态类型为溶沟(槽)、溶洞;特殊性土有杂填土、含粉质黏土圆。该场地上覆土层厚度变化大,石灰岩顶面起伏不平,岩溶中等发育,上部结构荷载较大,该建筑采用桩基础并以较完整石灰岩⑥层作为桩端持力层较为安全可靠。
由于地质条件复杂,半边岩、溶洞、基岩坡度大等情况比较多,由于工期紧张,根据《建筑桩基技术规范》JGJ-2008规定,在岩溶发育强烈地区应慎重使用冲孔灌注桩,故本工程拟采用旋挖钻孔灌注桩。
3旋挖钻孔灌注桩施工注意问题
采用旋挖钻孔灌注桩法施工速度快,质量可靠。结合本工程桩基施工情况,认为在岩溶发育地区,旋挖钻孔施工中需注意以下问题,这些问题有可能会影响到桩基施工的质量和进度。
3.1有效桩长控制
岩溶地区各桩底基岩表面起伏变化大,难以统一控制端承桩桩长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了使桩端准确落在设计要求的持力层深度,本工程桩基施工前按照岩土工程勘察规范及DBJ45/024—2016岩溶地区建筑地基基础技术规范的要求,按1桩布置3个钻孔对每一根桩均开展了施工勘察钻探。通过施工勘察,查明了各桩孔持力层深度范围内的岩土层分布情况,确保桩端以下3倍桩径且不少于5m深度内不存在不良地质条件,从而合理确定了各桩成孔深度,为桩基施工提供了指导。
3.2孔壁坍塌预防和处理
旋挖桩机钻进速度快,主要靠切土钻进,孔壁护壁相比长螺旋钻孔压灌桩和人工挖孔桩等成孔方式要差,孔壁坍塌的情况较容易发生。本工程主要采用泥浆护壁的方法进行预防,利用泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮,它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌。开钻前,泥浆池里应备有足够的合格配制泥浆或灌浆后的上返泥浆,严禁用清水开钻,防止地层压力失去平衡而使孔壁坍塌,孔口垮塌。
泥浆护壁不能成孔的,无溶洞且塌孔、缩孔、水位高的桩基,采用12m(含)以内的可周转式超长钢护筒(16mm厚),12m长钢护筒标高以下采用泥浆护壁,若泥浆护壁不能成孔且塌孔严重的采用C15水下混凝土回填至桩孔塌陷部位上方1m处,然后等待混凝土初凝后,再重新进行成孔,此种方法需在原设计桩径尺寸的基础上扩孔20cm;如遇到松散土层,塌孔严重的桩孔,可考虑采用C15等低强度的混凝土
3.3溶洞处理
岩溶地区溶洞普遍分布,遇到半充填、无充填物的溶洞时,极易造成桩基孔壁内陷,即桩基塌孔。施工时应根据施工勘察资料确定桩孔溶洞位置,然后根据溶洞的大小和洞内充填物情况采用不同的处理办法。大部分有稳定的可塑~软塑状黏土充填,泥浆护壁旋挖成孔后,采用同桩身混凝土强度等级的素混凝土进行填充,一次性灌注成桩以满足桩基施工要求。
3.4孔底沉渣厚度控制
孔底沉渣厚度影响桩的承载力和建筑沉降,旋挖钻孔灌注桩施工过程中需严格控制沉渣厚度。本工程为端承型桩,根据JGJ94—2008建筑桩基设计规范,旋挖成孔灌注桩灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度控制标准为不应大于50mm。成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、检孔器等。
检孔工具:检孔圆板的外径D为300㎜的钢板,厚度为15㎜,重量为3.5Kg,检孔钢筋为Φ22钢筋。
检孔圆板测绳采用钢丝测绳,测绳直接绑扎在检孔圆板与检孔钢筋顶面。
沉渣的检测,把检测器放下去,记录检测圆板上测绳的长度;在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度;两长度之间的差就是沉渣厚度。
3.5溶洞区桩基安全措施
由于本项目场地内土质均为杂填土、粘性土,透水性差,且本地雨水较多,基坑内土方容易浸泡,因此需按照基坑土方开挖专项方案做好基坑降排水措施,减少地下水位高导致塌孔、缩孔,有利于提高成孔率;且淤泥较深的区域做好警戒线标识,旋挖机施工前需对淤泥区域采用毛石换填压实,毛石厚度按现场淤泥及软土厚度换填,对于地下溶洞较多的区域道路采用5.5m宽路基板满铺,防止旋挖机、挖机操作过程中造成地面下沉,导致机械设备存在下沉安全隐患,自塔楼单体外围往另一个方向依次推进,不可跳越溶洞区域进行下一轴线桩基施工,确保旋挖机及挖机设备经过的路线有溶洞的桩基已经施工完成,同时每栋单体旋挖机施工均铺设5.5m宽路基板,减少旋挖机对下部已经施工完成的桩身的破坏及地面下沉的安全隐患。
4结束语
总而言之,岩溶地区地下溶洞、溶沟发育,对于工程项目的基础施工影响巨大,在开展桩基施工的过程中,需要做好地质勘察工作,选择恰当施工方法,保证工程的施工质量和施工进度。
参考文献:
[1]伍典信.岩溶地层桥梁钻孔桩基础施工技术[J].交通世界,2018,(30):90-91.
论文作者:吴松
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签:桩基论文; 岩溶论文; 溶洞论文; 泥浆论文; 钻孔论文; 厚度论文; 沉渣论文; 《基层建设》2019年第24期论文;